JPH1135946A - コークス炉の火落ち時間制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 目標火落ち時間と実績火落ち時間との偏差に
応じた最適な燃料ガス流量や空気流量を各々の燃焼室に
供給して炭化室間で火落ち時間と置き時間をほぼ同一時
間にする。 【解決手段】 火落ち時間の標準偏差を用いて予め定め
た目標火落ち時間と実績火落ち時間との偏差の大きさを
制約して窯毎燃料ガス設定流量を計算し、窯毎燃料ガス
設定流量より燃料ガスコック２７間流量のばらつきを最
小にして乾留サイクル内の炉団１９に供給する燃料ガス
流量を一定にするような燃料ガスコック設定流量を求
め、炉団１９に供給する燃料ガス流量や、燃料ガスコッ
ク２７と空気コック２１の開度を修正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は炭化室と燃焼室とが
複数列、交互に配列されたコークス炉の火落ち時間制御
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にコークス炉は、炉幅方向に交互に
複数列配列された炭化室（以後、単に窯と称す場合もあ
る）と燃焼室との対で一つの炉を形成し、通常は５０〜
１００個の炉が集まって１つの炉団を構成している。燃
焼室は炉壁（レンガ壁）を介して炭化室と隣接し、炉長
方向に更に２０〜３０個の小燃焼室に仕切られており、
各小燃焼室の底部は下部の蓄熱室に通じている。各々の
小燃焼室には、燃料ガスコックと空気コックでそれぞれ
流量調整された燃料ガスと空気が予熱用蓄熱室で予熱さ
れて供給され、これらの燃焼によって炉壁を通じて両側
の炭化室が加熱され、石炭の乾留が行われる。各々の小
燃焼室で生成した排ガスは熱回収用蓄熱室に引き落とさ
れて熱回収され、水平煙道に排出され、主煙道に集合さ
れて煙突から大気に排出される。そして、予熱用蓄熱室
を「立ち側」、熱回収用蓄熱室を「引き側」と称し、立
ち側と引き側の蓄熱室は３０分の制御周期で交互に切り
替えられる。

【０００３】多数の炭化室を有するコークス炉の操業
は、この炭化室を両側から加熱するための燃焼室に供給
する燃料ガス流量を、炭化室の実績火落ち時間が目標火
落ち時間を保持するように流量調整して、炭化室に装入
した石炭を燃焼室と炭化室を仕切る炉壁（レンガ壁）を
介して間接的に加熱し、乾留し、炭化室内の石炭が全て
コークスとなったときの石炭装入からの経過時間（以
後、単に火落ち時間と称す）及び火落ちからコークス押
し出しまでの経過時間（以後、単に置き時間と称す）が
炭化室間でほぼ同一時間となるように行っている。しか
しながらコークス炉の構造は図１に模式的に示すように
複雑であり、火落ち時間の制御は極めて困難である。即
ち、図１に示すように、蓄熱室（ｉ）が立ち側のときの
燃焼の前半サイクルでは、燃料ガスコック（ｉ）によっ
て流量調整された燃料ガスは蓄熱室（ｉ）を通してレン
ガの熱を受けて予熱され、実線で示す経路を経て燃焼室
（ｉ）、（ｉ＋１）に等分に分配されて供給され燃焼す
る。燃焼した高温ガスは両側の炭化室へ熱を移しながら
小燃焼室の下部から上部へ、更に小燃焼室天井部を経て
隣の小燃焼室上部から下部へ移行し、その排ガスは破線
で示す経路を経て、蓄熱室（ｉ−１）、（ｉ＋１）に引
き落とされ、それぞれの蓄熱レンガに熱回収されたのち
水平煙道に排出される。

【０００４】一方、蓄熱室（ｉ）が引き側のときの燃焼
の後半サイクルでは、燃料ガスコック（ｉ−１）、（ｉ
＋１）によって流量調整された燃料ガスはそれぞれ蓄熱
室（ｉ−１）、（ｉ＋１）で予熱され、破線で示す経路
を経て燃焼室（ｉ−１）、（ｉ）及び燃焼室（ｉ＋
１）、（ｉ＋２）に等分に分配されて供給され燃焼す
る。排ガスは実線で示す経路を経て蓄熱室（ｉ−２）、
（ｉ）、（ｉ＋２）に引き落とされて熱回収されたのち
水平煙道に排出される。従って、炭化室（ｉ）を両側か
ら加熱するための燃焼室（ｉ）、（ｉ＋１）に供給され
る燃料ガス流量（以後、単に窯毎燃料ガス流量と称す）
は、燃焼前半サイクルでは燃料ガスコック（ｉ）で流量
調整され、燃焼後半サイクルでは燃料ガスコック（ｉ−
１）、（ｉ＋１）で流量調整されることになる。同様に
炭化室（ｉ−１）を両側から加熱するための燃焼室（ｉ
−１）、（ｉ）に供給される窯毎燃料ガス流量は、燃焼
前半サイクルでは燃料ガスコック（ｉ−２）、（ｉ）で
流量調整され、燃焼後半サイクルでは燃料ガスコック
（ｉ−１）で流量調整される。炭化室（ｉ＋１）を両側
から加熱するための燃焼室（ｉ＋１）、（ｉ＋２）に供
給される窯毎燃料ガス流量は、燃焼前半サイクルでは燃
料ガスコック（ｉ）、（ｉ＋２）で流量調整され、燃焼
後半サイクルでは燃料ガスコック（ｉ＋１）で流量調整
されることになる。結局、燃料ガスコック（ｉ）による
燃料ガス流量の流量調整結果は、炭化室（ｉ−１）、
（ｉ）、（ｉ＋１）の窯毎燃料ガス流量に影響を与え、
その結果、それらの炭化室（ｉ−１）、（ｉ）、（ｉ＋
１）の火落ち時間が変化することになる。即ち、一つの
燃料ガスコックの開度操作により三つの炭化室の火落ち
時間が変化することになる。また、燃料ガスコックの開
度調節により燃料ガス本管圧力や燃焼室内の圧力が変化
するため調整不要の他の炭化室の火落ち時間にも影響を
及ぼすことになる。燃料ガス流量の増減には一般に空気
流量の増減も必要とされるが、この空気も一つの空気コ
ックによって流量調整され、空気予熱用蓄熱室を経て二
つの燃焼室に供給される。このため燃料ガスと同様の問
題を有し、三つの炭化室に影響を及ぼすことになる。

【０００５】従って、燃料ガスコックや空気コックの開
度操作による火落ち時間の変化を定量的に把握しない限
り、その正確な制御は困難である。このため石炭の乾留
が目標通りに行われず各炭化室の火落ち時間が異なり、
これにより早期に乾留した炭化室にあっては遅れて乾留
した炭化室が所要の置き時間を経過するまで燃焼を継続
する必要があり、無駄な燃料を消費することになる。こ
のようなコークス炉では、炉団平均火落ち時間を目標火
落ち時間に保持するように炉団に供給する燃料ガスや空
気の流量を制御する方法が一般的に行われており、特開
昭５７−１５９８７７号公報には、目標火落ち時間を達
成するための燃焼室温度（以後、単に炉温と称す）を計
算し、該目標炉温と実績炉温との偏差に応じて炉団に供
給する燃料ガスや空気の流量を制御する方法が開示され
ている。また、各々の炭化室の実績火落ち時間を炭化室
間でほぼ同一時間にする方法として次のような公報が開
示されている。特開昭６０−３１５８９号公報には、目
標炉温と実績炉温との偏差及び相隣する燃焼室の温度変
化率に基づき各々の燃焼室に供給される燃料ガスや空気
の流量を制御して各炭化室での火落ち時間をほぼ同一時
間とする方法が開示されており、特開昭６３−２４８８
８７号公報、特開昭６３−２４８８８８号公報には、稼
働率、石炭装入諸元、石炭装入後の経過時間から目標炉
温を算出し、目標炉温と実績炉温との偏差から燃料ガス
コックや空気コックの開度調整を行う装置と方法が開示
されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで最近のコーク
ス炉操業では、石炭事前処理技術（石炭調湿技術など）
が発達して石炭水分が低位安定し、その結果、石炭水分
や石炭装入量などの石炭装入諸元が所期値のもとに安定
しており、余分な燃料ガス流量の変動が火落ち時間の変
動を誘起するという実体が生じている。従来の公知技術
は、全て目標炉温と実績炉温との偏差から燃料ガス流量
を制御するものであり、計測環境の悪い各炭化室の炉温
を計測する必要があるうえ、応答遅れ特性の大きなコー
クス炉の燃焼制御では、望ましい燃焼制御精度を得るに
は燃料ガス流量の大幅な変動が必要とされ、その結果、
余分な燃料ガス流量の変動が火落ち時間の変動を誘起
し、炭化室間で火落ち時間と置き時間のばらつきが生
じ、余分な燃料を供給せざるをえないのが実情である。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、目標火落
ち時間時間と実績火落ち時間との偏差に応じた最適な燃
料ガス流量や空気流量を各々の燃焼室に供給することに
より、炭化室間で火落ち時間と置き時間をほぼ同一時間
にするコークス炉の火落ち時間制御方法を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載のコークス炉の火落ち時間制御方法は、石炭を装入
して乾留する炭化室と該炭化室を両側から加熱するため
の燃焼室とを炉幅方向に交互に複数列備える炉団と、各
々の前記燃焼室に燃料ガスと空気を供給する流路と、各
々の前記燃焼室から排出された排ガスを通す煙道と、各
々の前記燃焼室に供給する燃料ガス及び空気の流量をそ
れぞれ調整する燃料ガスコック及び空気コックとを有す
るコークス炉の火落ち時間制御方法において、前記各炭
化室の発生ガス上昇管曲管部で計測した発生ガス温度の
時間経過パターンを判定して前記各炭化室の実績火落ち
時間を検出し、前記コークス炉の過去の操業から求めら
れる不感帯の幅を考慮して、予め定めた目標火落ち時間
と前記各炭化室の実績火落ち時間との偏差から前記炭化
室毎の燃料ガス設定流量を計算し、更に、計算された前
記炭化室毎の燃料ガス設定流量より前記燃料ガスコック
間の流量のばらつきを最小にして乾留サイクル内の前記
炉団に供給する燃料ガス流量を一定にするような前記燃
料ガスコックの設定流量を求めている。

【０００８】また、請求項２記載のコークス炉の火落ち
時間制御方法は、請求項１記載の方法において、前記燃
料ガスコックの設定流量に基づいて、該燃料ガスコック
の開度と前記空気コックの開度を決定している。請求項
３記載のコークス炉の火落ち時間制御方法は、請求項１
又は２記載の方法において、前記不感帯の幅は、検出さ
れた前記各炭化室の実績火落ち時間の標準偏差に基づい
て決定されている。そして、請求項４記載のコークス炉
の火落ち時間制御方法は、請求項１〜３のいずれか１項
に記載の方法において、前記実績火落ち時間を前記目標
火落ち時間に保持し、前記燃料ガスコック間の流量のば
らつきを最小にすると共に、乾留サイクル内の前記炉団
に供給する燃料ガス流量を一定にすることを条件とし、
計算して求めた前記燃料ガスコックの設定流量に基づい
て、短時間に切り替わる燃焼サイクルに対応して炉団に
供給する燃料ガス設定流量を計算して決定している。

【０００９】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明
の理解に供する。ここに、図１はコークス炉の加熱系統
の模式図、図２はコークス炉主要部の外観図、図３はコ
ークス炉の流路主要部の構成図、図４は本発明に係るコ
ークス炉の火落ち時間制御方法による火落ち時間制御系
の構造を示すブロック図、図５は窯毎燃料ガス流量に対
する火落ち時間のステップ応答を表した図、図６はコー
クス炉温度場シミュレータを用いた本発明に係るコーク
ス炉の火落ち時間制御方法の実施例を示すグラフであ
る。

【００１０】図２に本発明の一実施の形態に係るコーク
ス炉の火落ち時間制御方法を適用したコークス炉１０の
概略構成を示すが、石炭が装入される炭化室１１とこの
炭化室１１を両側から加熱するための燃焼室１２とはＺ
軸方向（炉幅方向）に互いに交互に配置されており、各
々多数設けられている。炭化室１１の下方には蓄熱室１
３が設けられており、蓄熱室１３は供給される燃料ガス
と空気を燃焼室１２に導くと共に、燃焼によって発生し
た排ガスを水平煙道３１に導き、主煙道１４を経由して
煙突から大気に排出する。従って、高温の排ガスが通過
する蓄熱室１３はそれによって加熱され熱を蓄積するの
で、次の燃焼サイクルで燃焼室１２に導かれる燃料ガス
と空気は、予め蓄熱室１３内で温められ燃焼し易くな
る。なおこの実施の形態では、燃料ガスと空気が通る流
路と排ガスが通る流路（煙道）は３０分の制御周期で交
互に切り替えられる。石炭は各炭化室１１に装入され、
乾留が終了した石炭、即ち、乾留されたコークスは図示
しない押し出し機によって炉蓋１５側から押し出され、
その反対側から炉外に取りだされる。発生ガス上昇管１
６の曲管部には発生ガス温度を計測する図示しない温度
計が設けてあり、発生ガス温度の時間経過パターンを判
定することによって火落ち時間を検出できるようになっ
ている。なお、１７は石炭装入口を示す。

【００１１】次に、コークス炉１０の燃料ガスと空気の
流路を、その主要部の構成を示す図３を参照して説明す
る。空気（ＡＩＲ）１８は、燃焼室１２と対となる複数
の炭化室１１によって構成される炉団１９の全体の流量
調整を行う流量調節器２０を通った後、それぞれ空気コ
ック２１、切り替えコック２２、水平管２３及びアンダ
ージェットパイプ２４を通って蓄熱室１３から各燃焼室
１２に供給される。また、互いにカロリーの異なるコー
クスガスＣＯＧと高炉ガスＢＦＧを混合した燃料ガス
（ＭＧ）２５は、炉団１９の全体の流量調整を行う流量
調節器２６を通った後、それぞれ燃料ガスコック２７に
よって流量調整され、切り替えコック２８、水平管２９
及びアンダージェットパイプ３０を通って蓄熱室１３か
ら各燃焼室１２に供給される。炉団１９に供給される全
体の空気流量や燃料ガス流量は前記した流量調節器２
０、２６によって流量調整される。これらの流量調節器
２０、２６は、図示しないプロセスコンピュータによっ
てこれらの設定流量（目標流量）が制御され、流量を調
整する。各燃焼室１２で生成した排ガスは、水平煙道
（ソールフリュー部）３１を通り、炉蓋側（ＰＳ）とそ
の反対側（ＣＳ）に設けられたウェストダンパー３２、
３３のいずれかを通って主煙道１４に導かれる。空気コ
ック２１や燃料ガスコック２７にはそれぞれアクチュエ
ータが接続されており、各々の開度を調整可能に構成し
ている。これらのアクチュエータは、図示しないプロセ
スコンピュータによってこれらの設定開度（目標開度）
が制御され、コック開度を調整することができるように
なっている。

【００１２】本発明の一実施の形態に係るコークス炉の
火落ち時間制御方法を構成する火落ち時間制御系の構造
を、図４を参照しながら説明する。前記プロセスコンピ
ュータには図４に示す火落ち時間制御系が構築されてあ
り、プロセスコンピュータは各炭化室１１の石炭装入完
了毎に、次に説明する処理手順によって燃料ガスコック
２７の開度や空気コック２１の開度及び炉団１９に供給
する燃料ガス流量を計算して決定し、各々の燃料ガスコ
ック２７や空気コック２１の設定開度及び流量調節器２
６の設定流量を修正制御する。なお図４に示す各ブロッ
クの左上の○内の数字は、以下に説明する処理手順を示
すものである。 手順１：発生ガス上昇管１６の曲管部で計測した発生ガ
ス温度の時間経過パターンを判定して火落ち時間を検出
する。発生ガス温度は火落ち前に最高温度を示し、その
後急激に降下していく。この最高温度に達する時刻は目
視判定による火落ち時間（発生ガスの色調が黄色から青
白色に変化する時間）と強い相関があり、また発生ガス
組成や流量などの乾留末期の現象の特徴点とよく対応す
る。火落ち時間の検出方法は、 １）通常考えられる時間内において ２）時間的に連続して温度上昇の傾向を示し、その後連
続して温度降下の傾向を示すとき、 ３）その間の温度データに２次曲線を当て嵌め、その極
値を示す時刻を求め、 ４）石炭装入からこの最高温度に達するまでの時間を求
めて、火落ち時間として検出する。 手順２：手順１で検出した各炭化室１１の火落ち時間を
用いて、炉団平均火落ち時間に対する標準偏差を計算
し、該標準偏差を火落ち時間制御偏差（目標火落ち時間
−実績火落ち時間）の不感帯として設定する。

【００１３】手順３：予め定めた目標火落ち時間と実績
火落ち時間との偏差を求め、該偏差の大きさを手順２で
設定した不感帯で制約して火落ち時間制御偏差を求め
る。目標火落ち時間をＴmax,ref 、実績火落ち時間をＴ
max,i 、火落ち時間の標準偏差をσとすると、 Ｃi ＝Ｔmax,ref −Ｔmax,i ・・・・・（１） で目標火落ち時間と実績火落ち時間との偏差Ｃi を求
め、 ｜Ｃi ｜≦σ のとき、Ｅi ＝０ Ｃi ＞σ のとき、Ｅi ＝Ｃi −σ Ｃi ＜−σのとき、Ｅi ＝Ｃi ＋σ ・・・・（２） として、偏差Ｃi の大きさを制約して火落ち時間制御偏
差Ｅi を求める。ここで、添え字ｉは炭化室番号を表
す。このように、不感帯を設けることによって、制御系
が安定する。ここでこの実施の形態においては、不感帯
として火落ち時間の標準偏差をそのまま用いたが、適当
な定数を掛けて使用する場合、あるいは過去のコークス
炉の操業データに基づき、適当な値を採用する場合も本
発明は適用される。

【００１４】手順４：乾留サイクル（石炭装入からコー
クス押し出しまで）平均燃料ガスコック流量より、乾留
サイクル平均窯毎燃料ガス流量を計算する。コークス炉
の加熱系統を模式的に示した図１に基づいて前記したよ
うに炭化室（ｉ）の窯毎燃料ガス流量は、燃焼前半サイ
クルでは燃料ガスコック（ｉ）で流量調整され、燃焼後
半サイクルでは燃料ガスコック（ｉ−１）、（ｉ＋１）
で流量調整される。従って、乾留サイクル平均燃料ガス
コック流量をｆi-1 、ｆi 、ｆi+1 として乾留サ
イクル平均窯毎燃料ガス流量Ｆi を Ｆi ＝０．５×ｆi ＋０．２５×（ｆi-1 ＋ｆi+1 ）・・・・（３） から求める。

【００１５】手順５：手順３で求めた火落ち時間制御偏
差を用いて実績火落ち時間を目標火落ち時間に保持する
ような窯毎燃料ガス設定流量を計算する。図５は、図の
横軸に示す乾留サイクル０で窯毎燃料ガス流量をステッ
プ状に変更したときの火落ち時間のステップ応答を表し
た図である。図５において、火落ち時間（Ｔmax ）は約
乾留１サイクルの等価的な無駄時間をもつものの行き過
ぎのないＳ字型ステップ応答である。従って、実績火落
ち時間を目標火落ち時間に保持するような窯毎燃料ガス
設定流量の計算に離散時間型ＰＩ制御（比例積分制御）
を適用する。窯毎燃料ガス設定流量の計算は、 １）手順３で求めた火落ち時間制御偏差を用いて、窯毎
燃料ガス流量の修正流量ΔＦi を、 ΔＦi ＝ＫＰ×〔Ｅi （ｋ）−Ｅi （ｋ−１）〕＋ＫＩ×Ｅi （ｋ） ・・・・（４） で計算する。ここで、ＫＰは離散時間型比例制御ゲイ
ン、ＫＩは離散時間型積分制御ゲインであり、図５に示
した火落ち時間のステップ応答に基づいて一応の目安を
立てて、火落ち時間制御を行い、制御ゲインの調整を行
ってそれらを決定する。またｋは乾留サイクルを表すも
のである。 ２）窯毎燃料ガス流量の修正流量の許容最大値ΔＦmax
を用いて、１）で計算した修正流量ΔＦi の大きさを制
約する。｜ΔＦi ｜≦ΔＦmax とし、満足しないものは
｜ΔＦi ｜＝ΔＦmax とする。

【００１６】３）手順４で求めた乾留サイクル平均窯毎
燃料ガス流量Ｆi を用いて、次式によって、実績火落ち
時間を目標火落ち時間に保持するような窯毎燃料ガス設
定流量Ｆi,svを計算する。 Ｆi,sv ＝Ｆi ＋ΔＦi ・・・・（５） 手順６：現在までに手順５で計算した炉団１９の窯毎燃
料ガス設定流量より、燃料ガスコック２７間の流量ばら
つきを最小にして乾留サイクル内の炉団１９に供給する
燃料ガス流量を一定にするような燃料ガスコック設定流
量を求める。実績火落ち時間を目標火落ち時間に保持す
るような窯毎燃料ガス設定流量を実現する燃料ガスコッ
ク設定流量には、以下の〜が要求される。 燃料ガスコック設定流量によって実現される窯毎燃料
ガス流量が、可能な限り（５）式で計算した窯毎燃料ガ
ス設定流量Ｆi,svに近いこと。 各々の蓄熱室１３の負荷が可能な限り均一なこと。即
ち、燃料ガスコック２７間設定流量のばらつきが可能な
限り小さいこと。 燃料ガス本管圧力及び炉内圧力の変化が可能な限り小
さいこと。即ち、炉団１９に供給する燃料ガス設定流量
の時間的な変動が可能な限り小さいこと。この評価関数
として次の（６）式を使用する。

【００１７】

【数１】

【００１８】ここで、maxfは炉団内燃焼室数（＝炉団内
炭化室数＋１）、Ｆi,svは炭化室（ｉ）の窯毎燃料ガス
設定流量、ｆi,svは図１に示すように、炭化室（ｉ）
に対応した燃料ガスコック（ｉ）の設定流量であり、Ｊ
a は窯毎燃料ガス設定流量に対する誤差を、Ｊb は燃料
ガスコック間設定流量のばらつきを、Ｊc は炉団に供給
する燃料ガス設定流量の燃焼サイクルによる変動を評価
したものであり、ωはＪa とＪb の評価値に重みを付し
たものである。燃料ガスコック設定流量は（６）式に示
すＪa 、Ｊb 、Ｊc の評価値を最小にするように、以下
の（７）式を連立して解くことによって求められる。

【００１９】

【数２】

【００２０】例えば５５個の炉が集まって１つの炉団を
構成する場合は、以下の（８）式で与えられる。

【００２１】

【数３】

【００２２】ここで、（８）式に示す係数行列Ｇは一般
行列であり、燃料ガスコック設定流量を求めるには一般
行列の逆行列計算手法を用いて、 ｆsv＝（Ｇ^T ×Ｇ）^-1×Ｇ^T ×Ｆsv ・・・・（９） で計算する。ここで、右肩のＴは転置を意味し、−１は
逆行列を意味する。またｆsvは燃料ガスコック設定流
量ベクトル、Ｆsvは窯毎燃料ガス設定流量ベクトルであ
る。 手順７：手順６で求めた燃料ガスコック設定流量に基づ
いて、燃焼の前半サイクルと後半サイクルで炉団に供給
する燃料ガス設定流量を求めて決定する。 手順８：燃料ガスコック設定流量、炉団に供給する燃料
ガス設定流量及びコックの開度流量特性より、所定の計
算を行って、燃料ガスコックと空気コックの設定開度を
求めて決定する。 手順９：手順７で求めた炉団に供給する燃料ガス設定流
量を燃料ガス流量調節器２６に、また、手順８で求めた
燃料ガスコック２７と空気コック２１の設定開度を各々
のコックの開度を修正するアクチュエータに出力し、炉
団に供給する燃料ガス流量を調整すると共に燃料ガスコ
ック２７と空気コック２１の開度を修正する。

【００２３】以上のような制御によって目標火落ち時間
と実績火落ち時間との偏差に応じた最適な燃料ガス流量
や空気流量を各々の燃焼室に供給することにより、炭化
室間で火落ち時間と置き時間をほぼ同一時間にすること
ができる。なお本発明の説明においては、炉団に供給す
る燃料ガス流量や燃料ガスコック２７と空気コック２１
の開度を自動的な制御によって修正するように説明した
が、例えばそれらの設定値を作業者に操業ガイドし、作
業者によってそれらの調整を行ってもよい。

【００２４】

【実施例】本発明の効果を検証するためコークス炉（蓄
熱室、燃焼室、炭化室）の温度場挙動を模擬するソフト
シミュレータを構築してソフト的な評価実験を行った。
図６は、図の横軸に示す乾留サイクル１で図４に示した
本発明による火落ち時間制御系を立ち上げ、図６の２段
目に一点鎖線で示すように目標火落ち時間を乾留サイク
ル１３で１６．５→１６時間に、乾留サイクル２５で１
６→１５．５時間に変更した場合の火落ち時間制御シミ
ュレーション結果である。図６の横軸は乾留サイクルで
あり、図の１段目は炭化室間火落ち時間のばらつき、２
段目は全体の平均火落ち時間で、目標火落ち時間を一点
鎖線で示した。図の３段目は全体に供給した燃料ガス流
量、４段目は燃料ガスコック間流量のばらつき、５段目
は全体の平均炉温である。図６より、本発明によれば、 炭化室間火落ち時間のばらつきは、目標火落ち時間の
変更に影響されずに望ましい値に抑制されている。即
ち、火落ち時間は炭化室間でほぼ同一時間になってい
る。 全体に供給した燃料ガス流量の変動には時間的な変動
は見られない。 燃料ガスコック間流量のばらつきは許容される値に抑
制されている。 全体の平均炉温の変動には特異な変動は見られない。
などのことが判る。

【００２５】

【発明の効果】請求項１〜４に記載のコークス炉の火落
ち時間制御方法によれば、目標火落ち時間と実績火落ち
時間との偏差に応じた最適な燃料ガス流量や空気流量が
各々の燃焼室に供給されるので、炭化室間で火落ち時間
と置き時間をほぼ同一時間とすることができ、無駄な燃
料消費を減らすことができると共に、操業の安定性が向
上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】コークス炉の加熱系統の模式図である。

【図２】コークス炉主要部の外観図である。

【図３】コークス炉の流路主要部の構成図である。

【図４】本発明の一実施の形態に係るコークス炉の火落
ち時間制御方法による火落ち時間制御系の構造を示すブ
ロック図である。

【図５】窯毎燃料ガス流量に対する火落ち時間のステッ
プ応答を表した図である。

【図６】コークス炉温度場シミュレータを用いた本発明
に係るコークス炉の火落ち時間制御方法の実施例を示す
グラフである。

【符号の説明】

１０ コークス炉 １１ 炭化室 １２ 燃焼室 １３ 蓄熱室 １４ 主煙道 １５ 炉蓋 １６ 発生ガス上昇管 １７ 石炭装入
口 １８ 空気 １９ 炉団 ２０ 流量調節器 ２１ 空気コッ
ク ２２ 切り替えコック ２３ 水平管 ２４ アンダージェットパイプ ２５ 燃料ガス ２６ 流量調節器 ２７ 燃料ガス
コック ２８ 切り替えコック ２９ 水平管 ３０ アンダージェットパイプ ３１ 水平煙道 ３２ ウェストダンパー ３３ ウェスト
ダンパー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 啓八郎 東京都中央区日本橋本町１丁目９番４号 株式会社日鉄エレックス内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 石炭を装入して乾留する炭化室と該炭化
   室を両側から加熱するための燃焼室とを炉幅方向に交互
   に複数列備える炉団と、各々の前記燃焼室に燃料ガスと
   空気を供給する流路と、各々の前記燃焼室から排出され
   た排ガスを通す煙道と、各々の前記燃焼室に供給する燃
   料ガス及び空気の流量をそれぞれ調整する燃料ガスコッ
   ク及び空気コックとを有するコークス炉の火落ち時間制
   御方法において、 前記各炭化室の発生ガス上昇管曲管部で計測した発生ガ
   ス温度の時間経過パターンを判定して前記各炭化室の実
   績火落ち時間を検出し、 前記コークス炉の過去の操業から求められる不感帯の幅
   を考慮して、予め定めた目標火落ち時間と前記各炭化室
   の実績火落ち時間との偏差から前記炭化室毎の燃料ガス
   設定流量を計算し、 更に、計算された前記炭化室毎の燃料ガス設定流量より
   前記燃料ガスコック間の流量のばらつきを最小にして乾
   留サイクル内の前記炉団に供給する燃料ガス流量を一定
   にするような前記燃料ガスコックの設定流量を求めるこ
   とを特徴とするコークス炉の火落ち時間制御方法。
2. 【請求項２】 前記燃料ガスコックの設定流量に基づい
   て、該燃料ガスコックの開度と前記空気コックの開度を
   決定することを特徴とする請求項１記載のコークス炉の
   火落ち時間制御方法。
3. 【請求項３】 前記不感帯の幅は、検出された前記各炭
   化室の実績火落ち時間の標準偏差に基づいて決定される
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のコークス炉の火
   落ち時間制御方法。
4. 【請求項４】 前記実績火落ち時間を前記目標火落ち時
   間に保持し、前記燃料ガスコック間の流量のばらつきを
   最小にすると共に、乾留サイクル内の前記炉団に供給す
   る燃料ガス流量を一定にすることを条件とし、計算して
   求めた前記燃料ガスコックの設定流量に基づいて、短時
   間に切り替わる燃焼サイクルに対応して炉団に供給する
   燃料ガス設定流量を計算して決定することを特徴とする
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のコークス炉の火落
   ち時間制御方法。